專利名稱：包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)及其制備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)及其制備領(lǐng)域，特別是涉及一種包含超 晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)及其制備。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體能帶工程的發(fā)展和材料外延技術(shù)的進步，與襯底晶格失配的異質(zhì)外延 材料得到了越來越多的重視。在襯底上外延晶格失配材料時，在失配外延層足夠薄的情況 下，外延層的晶格常數(shù)在因晶格失配而產(chǎn)生的形變能的作用下會與襯底的晶格常數(shù)保持一 致，以避免產(chǎn)生位錯。然而，當(dāng)外延厚度超過一定厚度(稱為臨界厚度)時，晶格失配外延 層的晶格常數(shù)將自發(fā)恢復(fù)到其固有的晶格常數(shù)，從而產(chǎn)生失配位錯和降低材料質(zhì)量。臨界 厚度的大小與兩種材料間的晶格失配度大小有關(guān)，一般而言，晶格失配度越大，臨界厚度越 ??；晶格失配度越小，臨界厚度越大。對于與襯底具有較大晶格失配度的異質(zhì)外延材料，材 料的高質(zhì)量生長面臨著很大的困難，材料生長成為了材料應(yīng)用于更廣泛領(lǐng)域和器件性能進 一步提高的一個瓶頸。例如，截止波長大于1. 7μπι的所謂波長擴展InGaAs探測器在空間 遙感與成像等方面有著重要的應(yīng)用，通過增加InxGai_xAs中In的組分χ，可以將InxGai_xAs 探測器的截止波長向長波方向擴展，但這同時會引起InxGai_xAs材料和InP襯底間的晶格 失配。例如，要將InGaAs探測器的截止波長從1. 7 μ m擴展到2. 5 μ m，就需要使In組分從 0. 53增加至0. 8，這會使InGaAs與InP襯底間的晶格失配達(dá)到+1. 8%，如此大的晶格失配 很容易使材料中產(chǎn)生缺陷及位錯，限制器件性能的進一步提高。所以，亟需發(fā)展提高晶格失 配外延材料質(zhì)量的材料結(jié)構(gòu)和生長方法。為解決此問題，人們在大晶格失配外延材料和襯底之間插入相應(yīng)的緩沖層，試圖 將失配位錯和缺陷限制在緩沖層中而改善大晶格失配外延材料的材料質(zhì)量。例如，要生長 χ = 0. 8的Ina8Gaa2As材料，可以在InP襯底和Ina8Gaa2As三元系材料之間生長一層組分 連續(xù)漸變的InxGai_xAs緩沖層，其組分值χ由與InP晶格匹配的0. 53連續(xù)變化到0. 8，組分 漸變的InxGai_xAs緩沖層可以釋放晶格失配產(chǎn)生的應(yīng)力，減少Ina8Gaa2As材料中產(chǎn)生的缺 陷及位錯。然而，在組分連續(xù)漸變的緩沖層中，位錯較容易沿著外延層向上延伸，甚至延伸至 緩沖層表面，使得緩沖層表面不能形成完美的晶格結(jié)構(gòu)，從而影響緩沖層上大晶格失配外 延材料的晶格質(zhì)量。另一方面，組分連續(xù)漸變的緩沖層中的組分變化速率不能太快，否則會 引起晶格弛豫的不完全和晶格位錯的增多，所以緩沖層厚度較厚。但是，緩沖層在光學(xué)及電 學(xué)上均沒有特殊作用，所以人們希望能在保證緩沖層作用的基礎(chǔ)上生長更薄的緩沖層。針對大晶格失配外延材料緩沖層工藝實現(xiàn)中存在的問題，有必要研究一種更有效和經(jīng)濟的方案，可以實現(xiàn)快速有效的晶格弛豫而釋放應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材 料緩沖層結(jié)構(gòu)及其制備，該材料包含了超晶格隔離層能使大晶格失配外延材料在緩沖層中 快速有效地發(fā)生弛豫而釋放應(yīng)力，從而減少緩沖層上外延材料的位錯密度；并且采用常規(guī) 的分子束外延方法進行材料的不間斷生長，具有操作易控制，成本低，對環(huán)境友好等優(yōu)點。本發(fā)明的一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)，其特征在 于在組分漸變緩沖層中插入η層無應(yīng)變超晶格隔離層材料，η為自然數(shù)，1 < η < 5。所述的包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 的無應(yīng)變超晶格隔離層中材料與插入處的緩沖層材料晶格匹配，且在單層超晶格隔離層生 長過程中材料組分保持不變。所述的包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的無應(yīng)變超晶格隔離層的厚度約為20 200nm ；所述的無應(yīng)變超晶格隔離層材料為InxAlhAsAnxGahAs,其中，0 <x< 1 ；所述的無應(yīng)變超晶格隔離層材料為InxGahSbAnxAlhSb,其中，0 < χ < 1。本發(fā)明的一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)的制備方法， 包括(1)在正式生長之前先確定生長與襯底晶格匹配材料的生長溫度、束源爐溫度等 生長參數(shù)；(2)采用分子束外延方法生長材料，在組分漸變緩沖層中插入η層無應(yīng)變超晶格 隔離層材料，η為自然數(shù)，1彡η彡5 ；緩沖層結(jié)構(gòu)的生長過程由與襯底晶格匹配的材料開始，通過連續(xù)升高或降低束源 爐溫度，生長組分漸變緩沖層；(3)重復(fù)步驟(2)的操作，不同的是每一次緩沖層的生長，其相對襯底的應(yīng)變量都 會增加；(4)最后將組分漸變至與上層材料晶格匹配，完成緩沖層的生長。以在InP襯底上生長Ina8Gaa2As所采用的緩沖層為例，插入2層無應(yīng)變 InxAlhAsAnxGahAs超晶格隔離層材料，0 < χ < 1，具體步驟如下(1)在正式生長之前先采用相同的In束源溫度通過預(yù)備生長確定在InP襯底上生 長晶格匹配的Ina52Ala48As和Ina53Gaa47As時的束源爐溫度；(2)緩沖層結(jié)構(gòu)的生長過程由與InP襯底晶格匹配的Ina53Gaa47As材料的生長參 數(shù)開始，通過同時升高In束源溫度和降低Ga束源溫度，將組分漸變至Ina 62Ga0.38As,生長時 間 1750 秒，厚度為 0. 5 士 0. 02μπι ；(3)生長 10 周期 Ina62Ala38AsAna62Gaa38As 超晶格，每周期中 InAlAs 和 InGaAs 厚 度均為5nm ；(4)繼續(xù)生長組分漸變InGaAs緩沖層，通過同時升高In束源溫度和降低Ga束源 溫度，將組分漸變至Ina71Gaa29As,生長時間1750秒，生長厚度為0. 5士0. 02 μ m ；(5)生長 10 周期 Ina71Ala29AsAna71Gaa29As 超晶格，每周期中 InAlAs 和 InGaAs 厚 度均為5nm ；(6)最后再生長0.5士0.02 μ m厚的組分漸變InGaAs緩沖層，通過同時升高In束源溫度和降低Ga束源溫度，將組分漸變至Ina8Gaa2As,生長時間1750秒，生長厚度為0. 5 + 0. 02μπιο以在GaSb襯底上生長InSb所采用的緩沖層為例，插入2層無應(yīng)變InxGai_x Sb/ InxAlhSb超晶格隔離層材料，0 < χ < 1，具體步驟如下(1)在正式生長之前，先通過預(yù)備生長，確定在GaSb襯底上生長GaSb和InSb時的 束源爐溫度；(2)緩沖層結(jié)構(gòu)的生長過程由GaSb材料開始，同時開啟In束源快門，In束源溫度 從低溫開始連續(xù)升溫，同時Ga束源溫度連續(xù)降溫，生長組分漸變的InxGai_xSb材料，使組分 漸變至Ina33Gaa67Sb,生長時間1750秒，厚度為0. 5 士 0. 02 μ m ；(3)生長 10 周期 In。.33Ga。.67Sb/In。.25Al。.75Sb 超晶格，每周期中 InGaSb 和 InAlSb 厚 度均為5nm ；(4)繼續(xù)生長組分漸變InGaSb緩沖層，通過同時升高In束源溫度和降低Ga束 源溫度，生長組分從Ina33Gaa67Sb漸變至Ina67Gaa33Sb,生長時間1750秒，生長厚度為 0. 5 + 0. 02ym ；(5)生長 10 周期 Ina67Gaa33AsAna63Ala37Sb 超晶格，每周期中 InGaSb 和 InAsSb 厚 度均為5nm ；(6)最后再生長0.5士0.02 μ m厚的組分漸變InGaSb緩沖層，通過同時升高In束 源溫度和降低Ga束源溫度，生長組分從Ina67Gaa33Sb漸變至InSb，生長時間1750秒，生長 厚度為 0. 5 士0. 02 μ m。本發(fā)明的一種含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料應(yīng)用于半導(dǎo)體器件材料的 制備。本發(fā)明的涉及原理如下(1)緩沖層結(jié)構(gòu)設(shè)計在組分連續(xù)漸變緩沖層中插入η層無應(yīng)變隔離層材料，將組 分連續(xù)漸變緩沖層分隔成η+1層，η為自然數(shù)。插入的無應(yīng)變隔離層可以有效阻止位錯和 應(yīng)力的向上延伸和積累，有利于晶格失配應(yīng)力在緩沖層中的釋放。由于插入的隔離層是無 應(yīng)變的，因此其插入位置、層數(shù)及厚度等可以根據(jù)具體情況在較大范圍進行自由的調(diào)節(jié)。另 一方面，可以適當(dāng)增大組分漸變緩沖層中的組分變化速率，只要保證不影響上層緩沖層的 晶格質(zhì)量，從而可以減小緩沖層厚度，節(jié)約成本。(2)隔離層材料結(jié)構(gòu)設(shè)計隔離層的目的是阻止位錯和應(yīng)力的向上延伸和積累， 超晶格結(jié)構(gòu)由于存在多層超薄材料，對位錯的阻止能起到很好的效果。隔離層材料與插入 處的組分漸變緩沖層要晶格匹配。一般來說，超晶格的周期不需要很多(約10個周期左右 即可)，超晶格總厚度也不需要很厚(約IOOnm)。(3)緩沖層結(jié)構(gòu)的分子束外延不間斷生長工藝實現(xiàn)采用分子束外延工藝實現(xiàn)前 述緩沖層結(jié)構(gòu)，在組分漸變緩沖層中，可以采用對束源同時連續(xù)緩慢升溫和降溫的方法實 現(xiàn)，使得緩沖層中的組分逐漸變化，通過調(diào)節(jié)束源爐溫度的變化速率就可以調(diào)節(jié)組分漸變 的速率。在超晶格隔離層區(qū)域，保持束源溫度不變，采用插入處緩沖層所用的生長參數(shù)。通 過調(diào)節(jié)束源溫度的變化速率可以使生長速率近似恒定，有利于提高材料質(zhì)量。有益效果本發(fā)明提供的大晶格失配外延材料的緩沖層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含了超晶格隔離層起 到阻止失配位錯的向上延伸傳播的功能，改善材料特性，能使大晶格失配外延材料在緩沖層中快速有效地發(fā)生弛豫而釋放應(yīng)力，從而減少緩沖層上外延材料的位錯密度；并且采用 常規(guī)的分子束外延方法進行材料的生長，緩沖層結(jié)構(gòu)不存在升降溫等生長間斷過程，有利 于在生長過程中保持平整的表面態(tài)，保證材料的高質(zhì)量生長，并且整個生長過程具有操作 易控制，成本低，對環(huán)境友好等優(yōu)點。


圖1是本發(fā)明提供的包含超晶格隔離層的襯底上大晶格失配外延材料緩沖層結(jié) 構(gòu)應(yīng)變量變化示意圖；圖2是本發(fā)明提供的一種包含InAlAs/InGaAs超晶格隔離層的InP襯底上 Ina8Gaa2As大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)In組分變化示意圖；圖3是本發(fā)明提供的一種包含InAlAs/InGaAs超晶格隔離層的InP襯底上 Ina8Gaa2As大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明提供的一種包含InGaSb/InAlSb超晶格隔離層的GaSb襯底上InSb 大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)In組分變化示意圖；圖5是本發(fā)明提供的一種包含InGaSb/InAlSb超晶格隔離層的GaSb襯底上InSb 大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)示意具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。實施例1用于InP襯底上外延Ina8Gaa2As大晶格失配材料的在組分連續(xù)漸變緩沖層中插 入InAlAs/InGaAs超晶格隔離層的緩沖層結(jié)構(gòu)(1)需要在InP襯底上外延高質(zhì)量In 8GaQ.2AS大晶格失配材料，所需生長厚度較 厚，超過臨界厚度，需要在外延In 8Gaa2AS材料之前先生長緩沖層；(2)采用常規(guī)分子束外延方法生長材料，緩沖層結(jié)構(gòu)中In組分變化示意圖如圖 2所示，緩沖層結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，在InxGai_xAs組分漸變緩沖層中插入2層InAlAs/ InGaAs超晶格，將緩沖層平均分為3部分；(3)在正式生長之前先采用相同的In束源溫度通過預(yù)備生長確定在InP襯底上生 長晶格匹配的Ina52Ala48As和Ina53Gaa47As時的束源爐溫度；(4)緩沖層結(jié)構(gòu)的生長過程由與InP襯底晶格匹配的Ina53Gaa47As材料的生長參 數(shù)開始，通過同時升高In束源溫度和降低Ga束源溫度，將組分漸變至Ina 62Ga0.38As,生長時 間1750秒，厚度約0.5 μ m(具體升降溫幅度、速率可以根據(jù)要求進行調(diào)整)；(5)生長 10 周期 Ina62Ala38AsAna62Gaa38As 超晶格，每周期中 InAlAs 和 InGaAs 厚 度均為5nm(具體周期數(shù)和周期厚度可以根據(jù)要求進行調(diào)整)；(6)繼續(xù)生長組分漸變InGaAs緩沖層，通過同時升高In束源溫度和降低Ga束源溫度，將組分漸變至Ina71Gaa29As,生長時間1750秒，生長厚度同樣約0. 5 μ m ；
(7)生長 10 周期 Ina71Ala29AsAna71Gaa29As 超晶格，每周期中 InAlAs 和 InGaAs 厚 度均為5nm(具體周期數(shù)和周期厚度根據(jù)要求進行調(diào)整)；(8)最后再生長約0.5μπι厚的組分漸變InGaAs緩沖層，通過同時升高In束 源溫度和降低Ga束源溫度，將組分漸變至Ina8Gaa2As,生長時間1750秒，生長厚度約為 0. 5 μ m ；(9)緩沖層結(jié)構(gòu)生長完成，再在其上生長的Ina8Gaa2As大晶格失配材料將具有較 好的材料質(zhì)量，可應(yīng)用于器件結(jié)構(gòu)。
實施例2用于GaSb襯底上外延InSb大晶格失配材料的在InGaSb組分連續(xù)漸變緩沖層中 插入InGaSb/InAlSb超晶格隔離層的緩沖層結(jié)構(gòu)(1)為了在GaSb襯底上外延較厚的高質(zhì)量InSb大晶格失配材料，需要在外延 InSb材料之前先生長InxGa1^xSb緩沖層結(jié)構(gòu)(0 < χ < 1)；(2)采用常規(guī)分子束外延方法生長材料，緩沖層結(jié)構(gòu)中In組分變化示意圖如圖4 所示，緩沖層結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示，在InxGai_xSb組分漸變緩沖層中插入2層InGaSbAs/ InAlSb超晶格，將緩沖層平均分為3部分；(3)在正式生長之前先通過預(yù)備生長確定在GaSb襯底上生長GaSb和InSb時的束 源爐溫度；(4)緩沖層結(jié)構(gòu)的生長過程由GaSb材料開始，同時開啟In束源快門，In束源溫度 從低溫開始連續(xù)升溫，同時Ga束源溫度連續(xù)降溫，生長組分漸變的InxGai_xSb材料，使組分 漸變至Ina33Gaa67Sb,生長時間1750秒，厚度約0. 5 μ m(具體升降溫幅度、速率可以根據(jù)要 求進行調(diào)整)；(5)生長 10 周期 In。.33Ga。.67Sb/In。.25Al。.75Sb 超晶格，每周期中 InGaSb 和 InAlSb 厚 度均為5nm(具體周期數(shù)和周期厚度可以根據(jù)要求進行調(diào)整)；(6)繼續(xù)生長組分漸變InGaSb緩沖層，通過同時升高In束源溫度和降低Ga束 源溫度，生長組分從Ina33Gaa67Sb漸變至Ina67Gaa33Sb,生長時間1750秒，生長厚度同樣約 0. 5 μ m ；(7)生長 10 周期 Ina67Gaa33AsAna63Ala37Sb 超晶格，每周期中 InGaSb 和 InAsSb 厚 度均為5nm(具體周期數(shù)和周期厚度根據(jù)要求進行調(diào)整)；(8)最后再生長約0. 5 μ m厚的組分漸變InGaSb緩沖層，通過同時升高In束源溫 度和降低Ga束源溫度，生長組分從Ina67Gaa33Sb漸變至InSb，生長時間1750秒，生長厚度 約 0. 5 μ m ；(9)緩沖層結(jié)構(gòu)生長完成，再在其上生長的InSb大晶格失配材料將具有較好的材 料質(zhì)量，可應(yīng)用于器件結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)，其特征在于在組分漸變緩沖層中插入n層無應(yīng)變超晶格隔離層材料，n為自然數(shù)，1≤n≤5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)， 其特征在于所述的無應(yīng)變超晶格隔離層中材料與插入處緩沖層晶格匹配，且在單層超晶 格隔離層生長過程中材料組分保持不變。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)， 其特征在于所述的無應(yīng)變超晶格隔離層的厚度約為20 200nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)， 其特征在于以在InP襯底上生長Ina8Gaa2As所采用的緩沖層為例，所述的無應(yīng)變超晶格 隔離層材料為InxAlhAsAnxGahAs,其中，0 < χ < 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)， 其特征在于以在GaSb襯底上生長InSb所采用的緩沖層為例，所述的無應(yīng)變超晶格隔離層 材料為 InxGahSVInxAlhSb,其中，0 < χ < 1。
6.一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)的制備方法，包括(1)在正式生長之前先確定生長與襯底晶格匹配材料的生長溫度、束源爐溫度生長參數(shù)；(2)采用分子束外延方法生長材料，在組分漸變緩沖層中插入η層無應(yīng)變超晶格隔離 層材料，η為自然數(shù)，1≤η≤5;緩沖層結(jié)構(gòu)的生長過程由與襯底晶格匹配的材料開始，通過連續(xù)升高或降低束源爐溫 度，生長組分漸變緩沖層；(3)重復(fù)步驟(2)的操作，不同的是每一次緩沖層的生長，其相對襯底的應(yīng)變量都會增加；(4)最后將組分漸變至與上層材料晶格匹配，完成緩沖層的生長。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu) 的制備方法，其特征在于以在InP襯底上生長Ina8Gaa2As所采用的緩沖層為例，插入2層 無應(yīng)變InxAlhAsAnxGahAs超晶格隔離層材料，0 <χ< 1，具體步驟如下(1)在正式生長之前先采用相同的In束源溫度通過預(yù)備生長確定在InP襯底上生長晶 格匹配的Ina52Ala48As和Ina53Gaa47As時的束源爐溫度；(2)緩沖層結(jié)構(gòu)的生長過程由與InP襯底晶格匹配的Ina53Gaa47As材料的生長參數(shù)開 始，通過同時升高In束源溫度和降低Ga束源溫度，將組分漸變至Ina62Gaa38As,生長時間 1750 秒，厚度為 0. 5士0. 02 μ m ；(3)生長10 周期 In0.62Al0.38As/In0.62Ga0.38As 超晶格，每周期中 InAlAs 和 InGaAs 厚度 均為5nm ；(4)繼續(xù)生長組分漸變InGaAs緩沖層，通過同時升高In束源溫度和降低Ga束源溫度， 將組分漸變至Ina71Gaa29As,生長時間1750秒，生長厚度為0. 5士0. 02 μ m ；(5)生長10 周期 In0.71Al0.29As/In0.71Ga0.29As 超晶格，每周期中 InAlAs 和 InGaAs 厚度 均為5nm ；(6)最后再生長0.5士0. 02 μ m厚的組分漸變InGaAs緩沖層，通過同時升高In束 源溫度和降低Ga束源溫度，將組分漸變至Ina8Gaa2As,生長時間1750秒，生長厚度為0. 5 + 0. 02μ ο
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu) 的制備方法，其特征在于以在GaSb襯底上生長InSb所采用的緩沖層為例，插入2層無應(yīng) 變Inx Ga1^x SbAnxAlh Sb超晶格隔離層材料，0 <χ< 1，具體步驟如下(1)在正式生長之前，先通過預(yù)備生長，確定在GaSb襯底上生長GaSb和InSb時的束源 爐溫度； (2)緩沖層結(jié)構(gòu)的生長過程由GaSb材料開始，同時開啟In束源快門，In束源溫度從低 溫開始連續(xù)升溫，同時Ga束源溫度連續(xù)降溫，生長組分漸變的InxGai_xSb材料，使組分漸變 至 Ina33Gaa67Sb,生長時間 1750 秒，厚度為 0. 5 士 0. 02μπι ；(3)生長10 周期 In0.33Ga0.67Sb/In0.25Al0.75Sb 超晶格，每周期中 InGaSb 和 InAlSb 厚度 均為5nm ；(4)繼續(xù)生長組分漸變InGaSb緩沖層，通過同時升高In束源溫度和降低Ga束 源溫度，生長組分從Ina33Gaa67Sb漸變至Ina67Gaa33Sb,生長時間1750秒，生長厚度為 0. 5 + 0. 02ym ；(5)生長10 周期 In0.67Ga0.33As/In0.63Al0.37Sb 超晶格，每周期中 InGaSb 和 InAsSb 厚度 均為5nm ；(6)最后再生長0.5 士0. 02 μ m厚的組分漸變InGaSb緩沖層，通過同時升高In束源溫 度和降低Ga束源溫度，生長組分從Ina67Gaa33Sb漸變至InSb，生長時間1750秒，生長厚度 為 0. 5 + 0. 02μπιο
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含超晶格隔離層的大晶格失配外延材料緩沖層結(jié)構(gòu)及其制備，在組分漸變緩沖層中插入n層無應(yīng)變的超晶格隔離層材料，n為自然數(shù)，1≤n≤5；其制備過程為首先確定生長溫度、束源爐溫度等參數(shù)；然后采用分子束外延方法依次在襯底上交替生長應(yīng)變量逐漸增大的緩沖層和無應(yīng)變超晶格隔離層材料，直至完成達(dá)到預(yù)期應(yīng)變量的緩沖層的生長。本發(fā)明的材料包含了超晶格隔離層，能使大晶格失配外延材料在緩沖層中快速有效地發(fā)生弛豫而釋放應(yīng)力，從而減少緩沖層上外延材料的位錯密度；并且采用常規(guī)的分子束外延方法進行材料的不間斷生長，具有操作易控制，成本低，對環(huán)境友好等優(yōu)點。
文檔編號H01L21/203GK101814429SQ20091019825
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者張永剛, 顧溢 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所